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(1)太阳电池组件
太阳电池阵列由多块太阳组件串并联而成,吸收日照辐射能量,将其转化为电能,为整个系统提供动力电源。
(2) 扬水逆变器
光伏扬水逆变器是光伏扬水系统中最重要的设备,是系统的灵魂。光伏扬水逆变器对系统的运行实施控制和调节,将太阳电池阵列发出的直流电转换为交流电,驱动水泵,并根据日照强度的变化实时地调节输出频率,实现最大功率点跟踪,最大限度地利用太阳能。
(3)水泵、管道、蓄水池
其主要任务是抽水,送水和贮存水。
二、主要组成部件介绍
2.1、太阳能组件
太阳电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。根据用户对功率和电压的不同要求,制成太阳电池组件单个使用,也可以数个太阳电池组件经过串联(以满足电压要求)和并联(以满足电流要求),形成供电阵列提供更大的电功率。太阳电池的发电量随着日照强度的增加而按比例增加。随着组件表面的温度升高而略有下降。随着温度的变化,电池组件的电流、电压、功率也将发生变化,组件串联设计时必须考虑电压负温度系数。
单晶硅组件效率高,平均效率为21%左右,价格比多晶贵10%左右,国内比较出名的厂家有隆基硅。
多晶硅组件效率稍低,平均效率为19%左右,同内比较出名的厂家有英利,天合,晶澳,尚德,昱辉等。
薄膜组件有很多种,铜铟镓硒CIGS薄膜电池,效率达19.6%;碲化镉CdTe薄膜电池效率达16.7%,硅基薄膜电池的效率为10.1%,主要生产厂家的汉能,尚越,龙焱等。
2.2、扬水逆变器
光伏扬水逆变器对系统的运行实施控制和调节,将太阳能电池组件发出的直流电转换为交流电,驱动水泵,并可以根据日照强度的变化实时地调节输出频率,实现最大功率点跟踪。
2.3 、扬水泵
水泵由三相交流电机驱动,从深井或江河湖泊等水源中抽水,注入蓄水箱/池,或直接接入灌溉系统以及喷泉系统等。水泵根据工作原理主要分为两大类:离心泵、容积泵。柱塞泵与齿轮泵、螺杆泵都属于容积泵。靠离心力工作的是离心泵,典型结构是叶轮、蜗壳结构。靠封闭空间移动工作的是容积泵,即在入口端这个空间里装上液体,然后从入口移动到出口,释放液体,如此循环工作。容积泵的结构形式很多,较常见的有:叶片泵、齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵等等。
在光伏扬水系统中,水泵的选择至关重要,它直接影响整个系统的经济性和稳定性。光伏扬水系统中最常用的是潜水泵,具有应用范围广,调速范围宽的特点,可以增加光伏扬水系统每天的工作时间和出水量;低扬程、大流量的需求用户可以选择自吸式水泵;高扬程、小流量的用户可选择容积式水泵。
三、方案设计
不同的地区、不同的客户有不同的需求,所以,对于不同的需求,必然要进行不同的设计。设计的前提是在充分了解客户需求的基础上,给客户最优化的方案,最大限度的满足客户的使用需求。
3.1、选型步骤
(1)确定水泵扬程和流量:水泵进水位置到出水口的垂直距离为扬程,流量为日用水量。
(2)确定水泵功率:依据扬程、排量、出水口径等。
(3)确定逆变器:逆变器功率是水泵电机功率1.1-1.3倍之间,
(4)确定组件容量:太阳能光伏组件的功率取逆变器功率的1.3-1.5倍之间。
(5)选择线缆规格:依据逆变器与水泵之间的连接距离
3.2、获取用户需求
日需水量,扬程,井径
在系统配置之前,应详细了解客户信息以便给出有效方案
例如:某客户的信息如下;
A 井深约55米;扬程约48米;井径约200mm;
B 需灌溉共75亩旱地,整个灌溉期共需水约27000方,灌溉持续6个月
C 灌溉器件本地平均日照约5小时/天
关于扬程
扬程指水泵能够扬水的高度,通常用H表示,单位是m。
水泵扬程=静扬程+水平输送距离+损失扬程
静扬程就是指水泵的吸入点和高位控制点之间的高差,如从深水井中抽水,送往高处的水箱。静扬程就是指清水池吸入口和高处的水箱之间的高差;如图,静扬程为H1+H3;水平输送距离如图H2,一般计算扬程时,水平方向每10m算作1m的扬程;损失扬程通常为净扬程的6~9%,如水管弯头,水头等,一般为1~2m。
(1)选择扬水泵
根据已知的扬程、流量,反推出合适的水泵:300天抽水1000立方,当地日照为3.5小时,系统效率算0.8.
扬程:110米
流量:1000/(300*0.8*3.5)=1.19m³/h。
选择:瑞荣 R95-S-16,电机功率1.5KW,流程1.2m3/H,扬程115m
出水口径25mm。
(2)选择扬水逆变器
一般选择比水泵大一个型号的逆变器,1.5KW的水泵,配2.2KW的逆变器,
(3) 选择组件
组件设计为水泵的1.3-1.5倍,1.5*1.4=2.1KW,扬水逆变器工作电压为200V-360V,可以选择280W的组件,8块串联,共2.24KW。
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